导读: 专业研究RFID技术与应用,现在来说下RFID读写器和电子标签的交流——电感耦合,为RFID行业发展传播更多有价值的信息,与大家共同交流和发展,也期待未来更多RFID高技术人才的加入与合作。
RFID 系统中都使用电感耦合进行交流,其中使用的电子标签一般为无源标签,工作能量通过电感耦合的方式从读写器天线的近场中获得。即电子标签与读写器之间传送数据时,电子标签需要位于读写器附近,信号和能量传输由读写器天线与电子标签天线的电感耦合实现。当电子标签感应到读写器天线周围的磁场时,电子标签的线圈上会产生感应电压,整流后可为电子标签的芯片供电,使电子标签开始工作。电感耦合如图所示。
其中耦合方式可以细分为RFID读写器线圈与电子标签线圈之间的电感耦合和RFID读写器与电子标签之间的耦合。
RFID读写器线圈和电子标签线圈的电感耦合
RFID读写器天线与电子标签天线之间的耦合可以分为三类,即密耦合系统、遥耦合系统和远距离系统。计算表明,当读写器天线与电子标签天线之间的距离增大时,磁场强度的下降起初为60dB/10倍频程;当距离增大到λ/2π之后,磁场强度的下降为20dB/10倍频程。另外,工作频率越低,工作波长越长。因此,在 RFID读写器的工作范围内(如0~250px),使用频率较低的工作频率有利于读写器天线和电子标签天线之间的电感耦合。
RFID读写器天线与电子标签天线之间的耦合可以分为三类,即密耦合系统、遥耦合系统和远距离系统。
读写器与电子标签之间有电感耦合,读写器通过电感耦合给电子标签提供能量,电感耦合符合法拉第电磁感应定律。按照电子标签的供电来源,可分为有源电子标签和无源电子标签,读写器通过电感耦合给电子标签提供能量的方式分别如下。
①有源电子标签有自己的电池,电池用于给数据载体供电。在这种电子标签中,读写器通过电感耦合给电子标签提供的能量只用于产生“唤醒”信号,只要“唤醒”信号超过某个阈值,电子标签就被激活,使电子标签的数据载体进入工作模式。当与读写器完成信息交换后,“唤醒”信号低于阈值,电子标签又进入睡眠或备用模式。
②电感耦合方式 RFID 系统的电子标签主要是无源的。对无源电子标签来说,读写器通过电感耦合给电子标签的数据载体供电。电子标签从电感耦合中获得交变电压后,需要利用整流器把交变电压转换为直流,然后对电压进行滤波,以便给电子标签数据载体供电。
相关扩充:
① 密耦合系统
密耦合系统,是具有很小作用距离的射频识别系统,其典型作用距离范围为0~25px。密耦合系统是利用射频标签与读写器天线的无功近场区之间的电感耦合构成的无接触空间信息传输射频通道进行工作的。密耦合系统的工作频率一般局限于30MHz以下的频率。
② 遥耦合系统
遥耦合系统的典型作用距离可以达1m,所有遥耦合系统在读写器与标签之间都是电感(磁)耦合,遥耦合系统的发送频率通常使用135KHz以下的频率,或使用6.75MHz、13.56MHz以及27.125MHz频率。遥耦合系统又可细分为近耦合系统(典型的作用距离为375px)与疏耦合系统(典型的作用距离为1m)。
③ 远距离系统
远距离系统的典型作用距离为1~10m,个别系统具有更远的作用距离。所有的远距离系统均是利用标签与读写器天线辐射远场区之间的电磁场耦合(电磁波的发射与反射,也称之为反向散射耦合)所构成的无接触空间信息传输通道进行工作的。远距离系统的典型工作频率为915MHz、2.45GHz和5.8GHz,此外,还有一些其他频率,如433MHZ等。
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